Fizikalna i kemijska svojstva masti. Prijem masti i njihovih kemijskih svojstava

Skup važnih organskih tvari - lipidi - uz steroide i voskove su masti. Njihov sadržaj u živim stanicama varira od 5 do 10% suhe mase stanica. Ove tvari su proučavane, na temelju svojstava njihovih molekularna struktura, koji određuju kemijska svojstva masti. kemija organski spojevi smatra ove tvari kao produkt reakcije esterifikacije između trihidričnog alkohola glicerola i viših ograničavajućih ili nezasićenih karboksilnih kiselina.

U ovom članku ćemo proučiti ne samo njihovu uporabu u industriji i važnosti, već i proizvodnju masti i kemijskih svojstava karakterističnih za ovu klasu spojeva.

Povijest otkrića

Struktura je proučavana sredinom 19. stoljeća. Francuski kemičar E. Shevrel ih je zagrijavao vodom u prisustvu alkalija i pronašao u reakcijskim proizvodima molekule masnih karboksilnih kiselina i glicerola. M. Bertlo provodi reverznu reakciju: kada je glicerina zagrijana smjesom steroinskih i palmitnih kiselina, primio je trigliceridnu masu. Na temelju tih eksperimenata zaključeno je da ispitivane tvari pripadaju klasi estera. Kemijska svojstva masti potvrdila su taj zaključak.

Masti - esteri

Što je dokazano pokusima i E. M. Berthelot Chevrel, trigliceridi su esteri glicerola trihidro alkohola i viših monokarboksilnih kiselina. Masnoća koja sadrži steroinsku ili palmitinsku kiselinu je čvrsta, na primjer, govedina, svinjetina, janjetina. To su životinjske masti. Ako sastav uključuje triglicerida nezasićene masne kiseline - oleinske, linolne, linolenske - takvi tekući masti nazivaju ulja (suncokret, kikiriki, lan).

Kemijska svojstva masti razlikuju se od ostalih estera zbog činjenice da nekoliko različitih karboksilnih kiselina može ući u sastav njihovih molekula.

Fizička svojstva

I prirodni i sintetički, na primjer, margarin, trigliceridi imaju zajedničke karakteristike. Glavna je hidrofobnost, niska točka taljenja i niska specifična težina. Oni se dobro raspadaju organskih otapala, na primjer, u benzenu, ugljikovom tetrakloridu. Sve masti se lako apsorbiraju poroznim ili vlaknastim materijalima. Prema teoriji kemijske strukture organskih supstanci M. Butlerova, fizička i kemijska svojstva masti su međusobno povezana. Potvrda ove činjenice bit će dana u nastavku.

Kemijske reakcije triglicerida

Kvantitativni i kvalitativni sastav molekule masti, kao i njegova prostornu konfiguraciju, potvrđuje činjenicu da trigliceridi pripadaju klasi estera. Njihovo glavno kemijsko svojstvo je reakcija s vodom (hidroliza). Lako se događa u prisutnosti katalizatora - alkalija, magnezijev oksida, cinka ili kalcija. U reakcijskim proizvodima nalazi se smjesa karboksilnih kiselina i glicerola. Budući da je reakcija masti s vodom reverzibilna, u industriji se stvaraju uvjeti pod kojima prolazi do kraja - stvaranje glicerola i viših bazičnih karboksilnih kiselina. Da bi se to postiglo, u reakcijsku smjesu kontinuirano se dovodi otopina alkalija, a proizvodi se odmah povuku iz reakcijske sfere. Te tehnike sprječavaju mogućnost obrnutog procesa, što dovodi do formiranja masti. Hidroliza se naširoko koristi u kemiji organske sinteze kako bi se dobile gore navedene tvari.

Reakcija alkalne saponifikacije

Nastavite proučavati organske tvari - estere. Masti, čija su kemijska svojstva predstavljena reakcija hidrolize, također mogu reagirati s lužinama. Ova se reakcija naziva saponifikacijom i suprotno je procesu esterifikacije. Glicerol i masne kiseline dobivene kao rezultat alkalne saponifikacije obrađuju se soda ili kaustičnim soda. Kao rezultat toga, formira se sapun.

Čvrst je, ima formulu C₁₇H₃₅COONa i zove se ekonomski. Ako dodate boje, glicerin, kozmetičke mirise dobivamo sapun za WC. Tekući sapun, za razliku od krutih vrsta, dobiva se ako se masti u saponifikacijskoj reakciji ne miješaju s natrijevim hidroksidom, već s kaustičnim kalijem. Na primjer, kalijev palmitat C₁₅H₃₁COOK - tekući kalijev sapun. Početne sirovine za reakciju saponifikacije jesu jeftine masti životinjskog ili biljnog podrijetla.

Tekuće masti - ulja

One uključuju molekule nezasićenih karboksilnih kiselina koje imaju dvostruke veze. Masti od povrća sintetizirani su u kanalima endoplazmatskog retikuluma pod djelovanjem enzima glicerina i masnih kiselina. A oni, pak, formiraju se u reakcijama Calvinovog ciklusa, koji proizlazi iz fotosinteze. Kapljice ulja se nakupljaju u sjemenu, voću, rjeđe u vegetativnim dijelovima biljaka i služe kao opskrba hranjivim tvarima. Fizičko-kemijska svojstva masti koje proizvode biljke su zbog prisustva dvostruke pi veze u njihovim molekulama. Na mjestu njenog raskida, postoje reakcije dodavanja, na primjer, atoma vodika. To dovodi do stvaranja krutih hidrogeniranih triglicerida.

Kemijska svojstva biljnih masti

Kao što je ranije spomenuto, trigliceridi biljnog podrijetla sadrže više nezasićene karboksilne kiseline. Ulje se može obraditi hidrogenacijom. Ovaj postupak se provodi uz zagrijavanje i u prisutnosti katalizatora - praškastog nikla.

Reakcijski produkt je čvrsta mast (salomi). Koristi se za proizvodnju steroina, glicerola i sapuna. Ako se salomima dodaju šećer, sol, mlijeko i hrana, dobiva se jestivi masni margarin. Kad dodate vitamine i prirodni maslac, dobit ćete tzv.

Sintetizirane masti

Oni su jeftiniji nego prirodni i razlikuju se od prirodnih triglicerida po njihovom sastavu. Jedan od glavnih izvora proizvodnje sintetičke masti je prirodni i pridruženi naftni plinovi, kao i sam ulje. Viši parafini sadržani u tim mineralima su oksidirani. Kao rezultat toga, dobivene su sintetske masne kiseline. Njihova interakcija s etilen glikolom dovodi do proizvodnje sintetičkih masnoća. Koristi se u kožnoj industriji (za tov krzna i kože). U kozmetičkoj industriji, sintetički trigliceridi se koriste u proizvodnji toaletnih sapuna, krema, losiona. U industriji građevinskih materijala, umjetne masti se koriste za proizvodnju lakova, mastika, boja.

Kemijska svojstva masti dobivene umjetnim sredstvima ne razlikuju se od prirodnih. Oni također ulaze u reakciju hidrolize u prisutnosti kiseline i izlažu se lužinama (reakcija saponifikacije).

Kako se trigliceridi formiraju u ljudskom tijelu

Zbog metaboličkih reakcija, masti u stanicama tijela mogu se sintetizirati iz višak ugljikohidrata. To objašnjava činjenicu da nekontrolirano konzumiranje hrane bogate škrobom i saharozom (proizvoda od brašna, riže, krumpira, slatkiša) dovodi do prekomjerne težine. U procesu probave, hrana koja sadrži masti podijeljena je u dvanaesniku do glicerola i masnih kiselina. Njihova hidroliza se javlja uz obvezno sudjelovanje lipaze, enzima gušterače i žuči koji luče jetra. Budući da je deterdžent, žuč emulificira masti, to jest, razbija velike molekule u fino raspršene kapljice, lako slomljene lipazom.

U sivi im tankog crijeva sintetiziraju molekule masti, karakteristične za ljudsko tijelo, a potom se apsorbiraju u limfe. Na limfnim žilama masti ulaze u stanice, a njihov višak se taloži u potkožnom masnom tkivu ili omentumu.

Biološka uloga lipida

Proučavajući kemijska svojstva masti, prepustimo se njihovoj sposobnosti izdvajanja velike količine energije: jedan gram masnoća daje energiju od 37,8 kJ uz punu oksidaciju. Stoga su trigliceridi njegovi univerzalni dobavljači. Dakle, masti su vrijedni prehrambeni proizvodi. Poznato je da, ako se neispravno i duže pohranjuju, trigliceridi "staro" i rancidno, dobivaju neugodan miris. To je zbog kontakt masti s kisikom u zraku. Ulje koje počinje propadati je lako utvrditi jeste li dodali kalijev jodid. Peroksidi sadržani u proizvodu oksidiraju ovaj spoj kako bi se oslobodio jod, uzrokujući plavu boju kad su u dodiru s supstancama koje sadrže škrob.

Masti su također važan građevinski materijal i dio su staničnih membrana i organela. Velika je njihova uloga u regulaciji topline organizama. Na primjer, životinje koje žive na velikim dubinama, gdje je temperatura vode je vrlo mala, imaju razvijenu supkutani sloj masnoće, npr kitovi može doseći debljinu od 1,5 m. Životinje stepa, pustinjska i polu-pustinjski i akumuliraju u tijelu dovoljnu količinu masti. Potrebno je za njih kao izvor endogene vode, kao što je na oksidaciju masti, uz energiju, veliku količinu tekućine. Te životinje uključuju deva, jerboa, shrews.

Lipidi igraju važnu ulogu u zaštiti unutarnjih organa. Osoba ima dobro razvijen omentum, koji štiti želudac, probavne žlijezde od unutarnjih ozljeda. Takvi vitalni organi kao i bubrezi moraju nužno biti u sloju masnoća. Uz oštar gubitak težine kod ljudi uslijed prorjeđivanja ovog sloja može doći do izostavljanja bubrega, što je ozbiljna patologija koja narušava ekskretorni sustav.

Važnost lipida u stvaranju staničnih membrana je velika. Uz ugljikohidrate i proteine, oni tvore dva sloja koji imaju mozaičku strukturu. Spojevi masti s proteinima nazivaju se lipoproteini. Oni određuju selektivnu propusnost staničnih membrana.

U ovom radu razmatrana su kemijska sastava i svojstva masti, kao i njihova primjena u industriji.